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Fertigungstechnik 3 (Subject) / Aufbereiten von Werkstoffen (Lesson)

FT 3

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  • Was heisst Aufbereiten von Werkstoffen? Veränderung der Materialeigenschaften hinsichtlich der benötigten Verarbeitung- und Bauteileigenschaften, d.h. wir betrachten nicht direkt die Herstellung, sondern die Vorbereitung für die Fertigung des Kunststoffes.
  • Nenne Beispiele für Additive, die die Verarbeitungseigenschaften modifizieren und wozu dienen sie? -Stabilisatoren: Schutz vor mechanischer und thermischer Schädigung des Kunststoffes bei der Verarbeitung (z.B. Bleisalze) -Gleitmittel: verbessertes Fließverhalten (z.B. Paraffinöle) -Füllstoffe: verbesserte Wärmeformbeständigkeit und geringere Schwindung bei Warmumformung (z.B. Talkumpulver)
  • Nenne Beispiele für Additive, die die Gebrauchseigenschaften modifizieren und wozu dienen sie jeweils? -Stabilisatoren: schutz vor thermischer Belastung und Strahlung (z.B. U.V.-Stabilisatoren) -Farbstoffe: einstellen der gewünschten Farbe (z.B. Ultramarin-Pigment) -Weichmacher: geringeres E-Modul , höhere Streckgrenze und Schlagzähigkeit              (z.B. Polybuten) Füllstoffe: ursprünglich geringere Dichte und Preis, heute auch Verbesserung Festigkeit und Steifigkeit (z.B. Glasfasern, -kugeln, Holzmehl, Kreide) 
  • Ordnen Sie die Aufbereitung in die Prozesskette der Kunststoffverarbeitung ein. Synthese -> Aufbereitung -> Verarbeitung
  • Nennen Sie zwei Aufbereitungsmaschinen die diskontinuierlich arbeiten. mit Plastifizierung: Universalkneter, Mischwalzwerk, Innenmischer ohne Plastifizierung: Taumelmischer (kalt), Heiz-Kühlmischer (heiß), Bandschneckenmischer (kalt)
  • Nennen Sie zwei Aufbereitungsmaschinen die Kontinuierlich arbeiten. kontinuierlich mit Plastifizierung: KO-Kneter, Planetwalzenextruder
  • Erläutern Sie den Aufbau und die Funktionsweise eines Doppelschneckenextruders - 8-förmiger Zylinder mit zwei Schnecken, gleich oder gegenläufig drehend -Modularer Aufbau mit Misch-, Förder-, Knet-, Zuführ- und Entgasungszonen ermöglicht Anpassung an Aufbereitungsaufgaben -Erwärmung zur Plastifizierung des Grundmaterials durch Scherung im Extruder, zusätzlich Temperierung von Außen -Gleichläufer für fast alle Aufbereitungsaufgaben geeignet -Im Anschluss Granulatherstellung oder DIrektverarbeitung möglich
  • In welche zwei Gruppen lassen sich das Aufbereiten von Kunststoffen unterteilen? -Verarbeitungseigenschaften -Gebrauchseigenschaften
  • In welche Prozessschritte lässt sich das Aufbereiten von Kunststoffen unterteilen? 1. Lagern und Fördern 2.Dosieren: geschieht volumetrisch (nach Volumen) oder gravimetrisch (nach Gewicht) 3.Mischen & Plastifizieren (Aufschmelzen) : Grundmaterial und Additive werden zusammen gemischt 4.Granulieren: falls es nicht weiterverarbeitet werden soll 5. Lagern und Abfüllen
  • Erläutern Sie dern Aufbau und die Funktionsweise eines Heiz-Kühlmischers Aufbau:                                                                                                                                                   -Kombination aus "heißen" Behälter oben und "kalten" Behälter unten                                          -oben rotiert ein Mischwerkzeug mit Umfangsgeschwindigkeit 20-50 m/s Funktionsweise:                                                                                                                                      -Erwärmung des Materials durch Reibung aber Temperatur < Schmelztemperatur                   -verflüssigte Additive können ins weiche Grundmaterial eindringen                                           -Abkühlen des Compounds im unteren Behälter unter Rühren um Verklumpung zu verhindern
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  • Bandbreite von Additiven -Pulver, Lösungen, Fasern -an/-organisch -von Nano- bis Milimeter groß -natürlich oder künstlich hergestellt
  • Nennen und erläutern sie kurz die 3 verschiedenen Temperaturbereiche in denen das Mischen beim Aufbereiten stattfinden kann -Beim "Kaltmischen" wird bei Raumtemperatur gearbeitet, so dass nur eine Verteilung der Additive im Grundmaterial erreicht wird. -Beim "Heißmischen" werden die Komponenten so weit erwärmt, dass das Grundmaterial zwar weich wird, aber nicht aufschmilzt: so können Additive mit einer geringeren Schmelztemperatur verflüssigt werden,Absorptions. und Diffusionsvorgänge stattfinden und harte Füllstoffe in das weiche Grundmaterial eindringen -Beim "Plastifizieren mit Mischen" wird die Schmelztemperatur des Grundmaterials überschritten, das lässt eine besonders feine Verteilung auch bei großen Additivmengen zu.